Quebra de simetria rotacional em ressonador de triângulo de Reuleaux deformado simplifica obtenção de ponto excepcional

As degenerações espectrais que emergem como consequência da simetria de paridade-tempo (PT) exibem uma divergência profunda de suas contrapartes convencionais. Elas possuem natureza não-hermitiana e são designadas como pontos excepcionais (EPs), marcando instâncias onde as porções reais e imaginárias correspondentes de autovalores específicos se alinham perfeitamente, ao lado de uma coalescência de seus autovetores associados.

Este fenômeno único ressalta o comportamento intrincado e cientificamente fascinante exibido pelos sistemas PT-simétricos. De fato, o progresso na compreensão e criação de EPs resultou na demonstração de muitos efeitos não triviais, como oscilações de potência, propagação de luz não recíproca, invisibilidade unidirecional, modos quirais e lasers de momento angular orbital.

Sensores que operam nas proximidades de EPs são considerados superiores àqueles que operam longe de EPs devido ao aumento da sensibilidade.

Pesquisadores liderados pelo Prof. Xiaobei Zhang na Universidade de Xangai (SHU), China, estão interessados ​​no ressonador de triângulo de Reuleaux (RTR) deformado que quebra a simetria rotacional para simplificar a obtenção de pontos excepcionais. Em geral, o EP na microcavidade circular requer duas dispersões para se formar.

O trabalho deles, intitulado “Detecção de nanopartículas com ponto de melhoria excepcional em microcavidades de triângulo de Reuleaux deformadas”, foi publicado em Fronteiras da Optoeletrônica em 8 de agosto de 2024.

A primeira dispersão é usada para quebrar a simetria rotacional da microcavidade, fazendo com que os modos de galeria sussurrante (WGMs) degenerados se dividam em modos pares e ímpares, e outra dispersão coalesce dois autovalores e autovetores correspondentes. O EP formado produz um modo de alta quiralidade, cujo padrão de campo distante responde drasticamente à perturbação de nanopartículas externas.

Consequentemente, o RTR deformado pode detectar efetivamente uma única nanopartícula a uma distância de até 4.000 nm.